气体放电灯触发控制电路的制作方法

文档序号:14685752发布日期:2018-06-14 21:02

本发明涉及触发控制技术领域,特别是涉及一种气体放电灯触发控制电路。



背景技术:

气体放电灯(HighIntensityDischarge,HID)是由气体、金属蒸汽或几种气体与金属蒸汽的混合放电而发光的灯。气体放电灯具有辐射光谱具有可选择性、高效率、寿命长且光输出维持特性好等优点。气体放电灯在工业、农业、医疗卫生和科学研究领域的用途极为广泛。

在农村加油站等部分电压波动大的地区,气体放电灯会由于电压波动而自动熄灭。气体放电灯在自动熄灭后,其触发控制电路会持续进行触发动作,而处于热状态的气体放电灯并不能进行热启动。因此,触发控制电路长时间产生高压脉冲容易损坏灯泡电极导致灯泡寿命缩短甚至损坏,同时会使得触发控制电路的寿命缩短,损坏率较高。并且,在无人值守的工业场所以及高空安装的灯具,灯泡因寿命到期或损坏熄灭而长时间未对其进行更换时,触发控制电路持续的触发动作会导致触发器寿命降低甚至损坏,损坏率较高。



技术实现要素:

基于此,有必要针对上述问题,提供一种损坏率低的气体放电灯触发控制电路。

一种气体放电灯触发控制电路,包括:触发电路,用于形成点亮气体放电灯所需的电压并输出给所述气体放电灯从而对所述气体放电灯进行触发动作;采样电路,用于对所述触发电路的输入端的电压进行采样并将采样值输出;定时控制电路,用于根据所述采样值判断所述气体放电灯是否被点亮,若所述气体放电灯被点亮,输出关断信号给所述触发电路,所述触发电路结束触发动作,若所述气体放电灯未被点亮,则在第一时长内持续输出导通信号给所述触发电路,保持所述触发电路的触发动作;所述定时控制电路还用于在所述第一时长到达且所述气体放电灯未被点亮时进入定时模式并输出关断信号给所述触发电路;所述定时控制电路还用于在所述定时模式设定的定时时长到达后输出导通信号给所述触发电路,重新对所述气体放电灯进行新一轮的触发操作。

在其中一个实施例中,所述第一时长为60~120秒。

在其中一个实施例中,所述定时时长为10~20分钟。

在其中一个实施例中,所述定时时长为15分钟。

在其中一个实施例中,所述定时控制电路还用于在对所述气体放电灯进行预设次数的触发操作后仍未点亮所述气体放电灯时输出关断信号给所述触发电路,结束对所述气体放电灯的触发动作。

在其中一个实施例中,所述预设次数为3~7次。

在其中一个实施例中,还包括断路保护电路,所述断路保护电路分别与所述定时控制电路和所述触发电路连接,所述断路保护电路用于根据所述定时控制电路产生的导通信号和关断信号对所述触发电路进行通断控制。

在其中一个实施例中,所述断路保护电路包括开关管、光电耦合器、第一晶闸管、第一电阻至第四电阻;所述开关管的控制端与所述定时控制电路连接,用于接收所述定时控制电路输出的导通信号和关断信号;所述开关管的控制端还串联第一电阻后与所述开关管的输入端连接并连接于电源输入端;所述开关管的输出端串联第二电阻后连接于所述光电耦合器的第一引脚;所述光电耦合器的第四引脚与所述第一晶闸管的参考端连接;所述光电耦合器的第四引脚还串联第三电阻后与所述第一晶闸管的阳极连接;所述光电耦合器的第六引脚还串联第四电阻后与所述第一晶闸管的阴极连接;所述第一晶闸管的阳极以及阴极分别连接于所述触发电路的输出端。

在其中一个实施例中,还包括稳压电源电路,用于对所述触发电路的输入端和输出端之间的电压进行取样整流后转换为稳定电源电压值并向所述定时控制电路以及所述断路保护电路进行供电。

在其中一个实施例中,所述采样电路包括整流二极管、第一分压电阻、第二分压电阻、第一电容和第二电容;所述整流二极管的阳极与所述触发电路的输入端连接,阴极分别串联所述第一分压电阻、所述第二分压电阻后接地;所述第一电容、第二电容分别与所述第二分压电阻并联;所述定时控制电路连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间。

上述气体放电灯触发控制电路,触发电路并不会在气体放电灯未被点亮时持续进行触发动作,而是在保持第一时长的触发动作后断开,停止对气体放电灯进行触发动作,并在定时时长到达后开启新一轮的触发操作。因此可以避免气体放电灯由于故障或者电压过低自熄后触发电路一直保持触发状态对触发电路以及气体放电灯带来损坏,损坏率较低。

附图说明

图1为一实施例中的气体放电灯触发控制电路的原理框图;

图2为另一实施例中的气体放电灯触发控制电路的原理框图;

图3为图2所示实施例中的气体放电灯触发控制电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

图1所示为一实施例中的气体放电灯触发控制电路的原理框图,包括触发电路110、采样电路120以及定时控制电路130。其中,触发电路110用于形成点亮气体放电灯所需要的电压并输出给气体放电灯从而对气体放电灯进行触发动作。采样电路120则用于对触发电路110的输入端的电压进行采样并将采样值输出给定时控制电路130。定时控制电路130用于根据采样电路120获得的采样值判断气体放电灯是否被点亮。由于气体放电灯点亮后,触发电路110的输入端的电压会发生变化,因此可以通过设置参考电压值来对气体放电灯是否被点亮进行衡量。当采样值高于参考电压值时,则表明气体放电灯未被点亮,反之则已经点亮。定时控制电路130在气体放电灯点亮后输出关断信号给触发电路110。触发电路110在接收到该关断信号后结束触发动作。

当气体放电灯未点亮时,定时控制电路130还用于输出导通信号给触发电路110,使得触发电路110在触发动作开始起的第一时长内维持触发动作,从而可以避免由于偶然因素导致触发未成功的情况发生。第一时长为60~120秒。在本实施例中,第一时长为100秒。在其他的实施例中,第一时长也可以根据触发电路110的具体情况进行设定。当气体放电灯在第一时长内被点亮时,定时控制电路130输出关断信号给触发电路110,结束触发动作。当第一时长到达而气体放电灯仍未被点亮时,定时控制电路130进入定时模式,开启计时。定时模式的定时时长在10~20分钟。优选的,定时时长为15分钟。定时控制电路130在启动计时的同时还会输出关断信号给触发电路110,触发电路110停止触发动作。定时控制电路130在定时时长到达后,会开启新一轮的触发操作,即在第一时长内保持触发动作,并在触发未成功时进入定时模式。

在本实施例中,定时控制电路130还用于在对气体放电灯进行预设次数的触发操作仍未点亮气体放电灯时输出关断信号给触发电路110,结束对气体放电灯的触发。预设次数为3~7次,优选的为5次。

上述气体放电灯触发控制电路,触发电路110并不会在气体放电灯未被点亮时持续进行触发动作,而是在保持第一时长的触发动作后断开,停止对气体放电灯的触发动作,并在定时时长到达后才开启新一轮的触发操作。因此可以避免气体放电灯由于故障或者电压过低自熄后触发电路110一直维持触发动作对触发电路110以及气体放电灯带来的损坏,损坏率较低。并且,定时控制电路130会在多次进行触发操作后仍未点亮气体放电灯时,控制触发电路110结束对气体放电灯的触发,从而可以有效保证在气体放电灯由于损坏或者电压过低自动熄灭后触发电路110及时停止对气体放电灯的触发,降低触发电路110的损坏率。

图2为另一实施例中的气体放电灯触发控制电路的原理框图,图3则为图2所示实施例中的气体放电灯触发控制电路的电路原理图。下面结合图2和图3对本实施例中的气体放电灯触发控制电路作进一步详细介绍。

一种气体放电灯触发控制电路包括触发电路210、采样电路220、定时控制电路230、断路保护电路240以及稳压电源电路250。触发电路210用于对气体放电灯进行触发动作。在本实施例中,触发电路210采用FCD-G400触发器来实现。其中,FCD-G400的输入端B串联镇流器后与火线连接,输出端则与零线连接,灯泡连接端则与光源(气体放电灯)连接。零线和火线之间还设置有补偿电容。具体地,触发电路210包括升压变压器、电容C9、电感L1、电容C10、电阻R12以及晶闸管SCR2。其中,升压变压器的绕组N1的一端为输入端B,另一端则为灯泡连接端,用于与气体放电灯连接。升压变压器的绕组N2的一端串联电容C9、电阻R12后与零线连接。升压变压器的绕组N2的另一端则串联晶闸管SCR2、电感L1后连接于电容C9和电阻R12之间。电容C10与电阻R12并联。触发电路210中设有Nin和Nout两个连接端子,用于与断路保护电路240连接。

采样电路220用于对触发电路210的输入端B的电压进行采样并将采样值输出给定时控制电路230。采样电路220包括整流二极管D2、第一分压电阻R11、第二分压电阻R4、第一电容C7以及第二电容C8。其中整流二极管D2的阳极连接于触发电路210的输入端B,阴极则串联第一分压电阻R11和第二分压电阻R4后接地。第一电容C7和第二电容C8分别与第二分压电阻R4并联。定时控制电路230则连接于第一分压电阻R11和第二分压电阻R4之间。整流二极管D2从输入端B进行取样整流滤波后通过分压电阻的分压后输出给定时控制电路230。

在本实施例中,当气体放电灯点亮时,输入端B的电压低于150V(新光源的电压会在120VAC以内),而当气体放电灯未被点亮时,输入端B的电压接近于电网电压220V。因此,定时控制电路230可以根据接收到的采样值来判断气体放电灯是否被点亮。具体地,定时控制电路230内设置有比较器,用于将采样值与参考电压值进行比较从而根据比较结果判断气体放电灯是否被点亮,进而根据比较结果进行后续操作控制。在本实施例中,定时控制电路230为一集成有定时电路的集成芯片U4。集成芯片U4的第七引脚与采样电路220连接。集成芯片U4的第一引脚则与断路保护电路240连接。

定时控制电路230在判断气体放电灯点亮后,集成芯片U4通过第一引脚输出关断信号给断路保护电路240。断路保护电路240在该关断信号的控制下断开,从而使得Nin和Nout连接端子之间断开,触发电路210结束触发动作。具体地,断路保护电路240包括开关管、光电耦合器U1、第一晶闸管SCR1、第一电阻R2、第二电阻R5、第三电阻R6、第四电阻R7以及电阻R1。在本实施例中,开关管为PNP型三极管Q1。开关管的控制端为PNP型三极管Q1的基极,开关管的输入端为PNP型三极管Q1的射极,开关管的输出端为PNP型三极管Q1的集电极。PNP型三极管Q1的基极串联电阻R1后与集成芯片U4的第一引脚连接,用于接收定时控制电路210输出的导通信号和关断信号。PNP型三极管Q1的基极还串联第一电阻R2后与PNP型三极管Q1射极连接并连接于电源输入端5V。PNP型三极管Q1的集电极串联第二电阻R5后连接于光电耦合器U1的第一引脚。光电耦合器U1的第四引脚与第一晶闸管SCR1的参考端连接。光电耦合器U1的第四引脚还串联第三电阻R6后与第一晶闸管SCR1的阳极连接。光电耦合器U1的第六引脚还串联第四电阻R7后与第一晶闸管SCR1的阴极连接。第一晶闸管SCR1的阳极与触发电路210的Nin连接端子连接,阴极则与Nout连接端子连接。

在本实施例中,关断信号为高电平信号,从而使得PNP型三极管Q1截止,因此光电耦合器U1中的发光二极管不工作,第一晶闸管SCR1不导通,即Nin和Nout之间不导通,故触发电路210断开,停止触发动作。

当定时控制电路230判断气体放电灯未被点亮时,定时控制电路230会继续向断路保护电路240输出导通信号,确保在触发动作开始的第一时长内触发电路210持续进行触发动作。具体地,导通信号为低电平信号,故PNP型三极管Q1导通,从而使得光电耦合器U1中的发光二极管工作,光电耦合器U1上的晶闸管导通,因此Nin的电压经过电阻R6、光电耦合器U1以及电阻R7分压后触发第一晶闸管SCR1导通,使得Nin和Nout之间导通,触发电路210导通,进行触发动作。通过断路保护电路240可以实现低压侧对高压侧的通断控制且能够进行高低压之间的隔离,增加了电路的可靠性能。同时,断路保护电路240进行通断控制过程无触点不会进行氧化,进一步提高了电路的可靠性。

在第一时长的触发动作中,若气体放电灯被点亮,则定时控制电路230会输出关断信号控制触发电路210结束触发动作,同时定时控制电路230也结束计时。若第一时长到达后气体放电灯仍未被点亮,则定时控制电路230进入定时模式,并输出关断信号给断路保护电路240,从而停止触发电路210的触发动作。定时模式设定有一定时时长,即在该定时时长内触发电路210不进行任何操作。定时控制电路230在定时时长到达后会开启新一轮的触发操作,即先在第一时长内进行持续的触发动作,若未触发成功则停止触发动作进入定时模式。在本实施例中,若在对气体放电灯进行了预设次数的触发操作后气体放电灯仍未被点亮,则定时控制电路230会默认该气体放电灯已经损坏,从而输出关断信号,结束触发电路210的触发动作,不再对气体放电灯进行触发。在本实施例中,定时控制电路230还可以在多次进行触发操作仍未点亮气体放电灯时输出告警信息,提示工作人员对该气体放电灯进行维护。

稳压电源电路250用于触发电路210的输入端B和输出端之间的电压进行取样整流后转换为稳定电源电压并向各电路供电,从而使得各电路无需再单独进行供电。在本实施例中,稳压电源电路250用于将取样电压转换为5V电压后向各个电路供电。稳压电源电路250可以通过开关电源、阻容降压电源实现。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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